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硅衬底LED芯片首要制作工艺解析

来源:http://lrbqc.cn 责任编辑:环亚ag88手机版 更新日期:2018-10-08 18:15

  硅衬底LED芯片首要制作工艺解析

  1993年国际上第一只GaN基蓝色LED面世以来,LED制造技能的开展令人瞩目。现在国际上商品化的GaN基LED均是在蓝宝石衬底或SiC衬底上制造的。但蓝宝石因为硬度高、导电性和导热性差等原因,对后期器材加工和运用带来许多不方便,SiC相同存在硬度高且本钱贵重的不足之处,而价格相对廉价的Si衬底因为有着优秀的导热导电功能和成熟的器材加工工艺等优势,因而Si衬底GaN基LED制造技能遭到业界的遍及重视。

现在日本日亚公司垄断了蓝宝石衬底上GaN基LED专利技能,美国CREE公司垄断了SiC衬底上GaN基LED专利技能。因而,研制其他衬底上的GaN基LED生产技能成为国际上的一个热门。南昌大学与厦门华联电子有限公司协作承当了国家863方案项目根据Si衬底的功率型GaN基LED制造技能,经过近三年的研制开发,现在已经过科技部项目检验。

  1、Si衬底LED芯片制造

  1.1 技能道路

  在Si衬底上成长GaN,制造LED蓝光芯片。

  工艺流程:在Si衬底上成长AlN缓冲层→成长n型GaN→成长InGaN/GaN多量子阱发光层→成长p型AIGaN层→成长p型GaN层→键合带Ag反光层并构成p型欧姆触摸电极→剥离衬底并去除缓冲层→制造n型掺si层的欧姆触摸电极→合金→钝化→划片→测验→包装。

  1.2 首要制造工艺

  选用Thomas Swan CCS低压MOCVD体系在50 mm si(111)衬底上成长GaN基MQW结构。运用三甲基镓(TMGa)为Ga源、三甲基铝(TMAI)为Al源、三甲基铟(TMIn)为In源、LED显示屏发作火灾的原因氨气(NH3)为N源、硅烷(SiH4)和二茂镁(CP2Mg)别离用作n型和p型掺杂剂。首先在Si(111)衬底上外延成长AlN缓冲层,然后顺次成长n型GaN层、InGaN/GaN多量子阱发光层、p型AlGaN层、p型GaN层,接着在p面制造Ag反射镜并构成p型欧姆触摸,然后经过热压焊办法把外延层转移到导电基板上,再用Si腐蚀液把Si衬底腐蚀去除并露出n型GaN层,运用碱腐蚀液对n型面粗化后再构成n型欧姆触摸,这样就完成了笔直结构LED芯片的制造。结构图见图1。

  

Si衬底GaN基LED芯片结构图

  

图1 Si衬底GaN基LED芯片结构图

  从结构图中看出,Si衬底芯片为倒装薄膜结构,从下至上顺次为反面Au电极、Si基板、粘接金属、金属反射镜(p欧姆电极)、GaN外延层、粗化外表和Au电极。这种结构芯片电流笔直散布,衬底热导率高,可靠性高;发光层反面为金属反射镜,外表有粗化结构,取光效率高。

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